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脑机接口技术:拐点已至,战略必争

2022-10-28 12:44:13 EDN综合报道 阅读:
从猴子打游戏到给猪植入脑机芯片 

脑机接口现在是一个非常火热的词汇,在1924年人类首次进入脑电波开启了脑机接口学术探讨时代,1969年科学家设定著名猴子打游戏的试验,标志着脑机接口进入科学论证阶段,在1999年和2000年两次脑机接口国际学术会议的召开,为脑机接口技术发展指明了方向,至此脑机接口技术开始了快速发展。kuLednc

2004年脑机接口技术进入应用实验阶段,各国科研机构在不同技术方向实现了突破,比如2019年天津大学发布全球首脑机接口芯片,2020年给猪植入了脑机接口用脑机接口技术,不断的学术研究产业创新发展的当中,促进了计算机技术发展,产业推进带动了芯片材料技术的不断突破。kuLednc

术理创新集团副总裁樊坤君在10月28日首届南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛,分享了脑机接口技术发展现状及应用趋势。kuLednc

脑机接口信息采集的三种方式

在脑机接口的信息采集层面,主要可分为侵入式、部分侵入式和非侵入式。kuLednc

  • 侵入式:侵入式脑机接口通常直接植入到大脑的灰质,因此可获得质量较高的神经信号。其缺点是容易引发免疫反应和愈伤组织进而导致神经信号质量的衰退。
  • 部分侵入式:部分侵入式脑机接口一般植入到颅腔内,但位于灰质外。其空间分辨率优于非侵入式,但不如侵入式脑机接口,且引发免疫反应的几率较小。
  • 非侵入式:非侵入式接口不进入大脑,如使用脑电帽。但由于颅骨对神经信号的衰减作用和对神经元发出的电磁波的分散和模糊效应,使得信号分辨率不高。

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樊坤君表示,侵入式通常植入大脑,部分侵入是颅腔内,侵入的越高临床风险越到,非侵入式只是需要体外穿戴,是当前采用的主要方式,国内外非侵入式脑机接口开发日渐成熟,目前可以满足临床的需求,有利于产品落地和技术迭代。kuLednc

他指出,现代医学进入多学科交叉融合突破,脑机接口拐点已经到来,正在从基础科研走向市场,脑机接口设备获取大脑信息并进行分析,脑疾病、神经疾病、精神系统疾病的诊断筛查兼顾治疗康复等领域都有广阔的场景,一些产品已经进入了公众的视野。kuLednc

总体来说脑机接口产业尚处于一个商业探索的阶段,我国在脑机接口技术局部的技术方向已经处于国际领先水平,但是国外的专利授权远超国内,而且政策相对宽松,所以比国内成熟很多。嗅觉灵敏的资本市场对于脑机接口赛道十分关注,从融资轮次分布来看,A轮以前占高达58%,脑机接口正在处于起步阶段正在走向成熟。kuLednc

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技术趋势与创新政策

术理公司创新提出了脑机概念,把非侵入式的称之为核,自我搭建大数据平台称之为云,若干脑机接口为单元,大型医院、社区医疗、养老中心等搭建不同的解决方案。kuLednc

该公司研发的人工智能多模态脑机接口平台主要精神障碍、神经发育障碍等疾病,通过脑机接口运动想象范式实现了中枢神经的重建,通过脑机接口虚拟现实终端多模态的接入,已经实现了人体诊断治疗康复全周期管理。 kuLednc

在未来,侵入式和非侵入式的脑机接口技术并存,甚至结合发展新型全新的解决方案,该技术发展带动机器人跟软件技术的革新,对芯片、半导体、新材料的开发技术方向提出了新的要求:kuLednc

非侵入式技术转化率先落地,相关产品打开消费市场kuLednc

  • 侵入式和非侵入式技术仍将并存发展,甚至可能结合
  • 侵入式技术断时间内主要集中在科学研究和重症医疗领域

脑机接口技术带动机器人和软硬件技术革新kuLednc

  • 植入芯片/传感器的低功耗、小型化、无线化开发
  • 对半导体设计与制造、数据传输与处理、新材料开发等技术方向提出新要求神经手术外科机器人
  • 对传感技术、运动学、计算机视觉、光学及高精度电机一体化设计提出新要求

非侵入式大脑活动检测手段区域多样化kuLednc

  • 结合新技术手段,例如电、磁、超声波、管遗传学等

 集中式数据聚合分析和管理平台将陆续出现kuLednc

  • 用于采集汇聚神经信号记录、脑组织图像、 微加工制造数据等多类型数据
  • 实现数据可视化、数据分析、数据 评价
  • 协助产生用于行业监管和审批的报告、调查结果

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脑机接口的拐点是战略所需,中国也是高度重视脑机接口发展,出台多项支持政策,十三五规划脑机接口放在科技创新重大项目,“十四五”脑科学成为战略力量,脑机接口融合是脑机技术关键,各个省市虽有不同但逐渐出台相关政策。例如上海市人民政府发布了上海打造未来产业创新发展高地,壮大未来产业行动方案。这个方案当中明确提出加速非侵入式脑机接口技术,类脑芯片技术,大脑神经模型等技术的突破,为我们脑机接口行业发展提供了很好的土壤跟环境。其他的创新政策计划趋势包括:kuLednc

 成立专门研究机构推动脑科学研究kuLednc

  • 各省陆续成立脑科学与类脑智能研究院
  • 聚集 脑科学领域人才,开展系统性研究

 强调脑科学是多学科交叉研究kuLednc

  • 需要加强人工智能、生物学、材料学、心理学
  • 电子信息等学科的融合研究,及相关领域人才培养

全产业链辐射研究kuLednc

  • 整个脑科学研究包括基础研究、转化、临床、
  • 消费应用等各个 组成环节,政策将加大对产业链的扶持
责编:Echo
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